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    級別:國家級期刊

    周期:月刊

    國內刊號:11-5025/TK

    國內刊號:1672-2000

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    煤化工聯鎖?;こ絳蟶杓頻姆治鲇胩教?/h2>

    中体育比分网 www.372141.live 時間:2019年12月19日 所屬分類:推薦論文 點擊次數:

    摘要:針對煤化工生產中涉及的塔釜和汽輪機、鼓風機等大型旋轉設備在聯鎖程序設計中出現的問題,結合目前應用的ABB、和利時等DCS系統,從提高生產安全,降低非計劃停車的事故率,有針對性地提出聯鎖程序設計的一種優化思路和方案,并進行分析、探討和研究,

      摘要:針對煤化工生產中涉及的塔釜和汽輪機、鼓風機等大型旋轉設備在聯鎖程序設計中出現的問題,結合目前應用的ABB、和利時等DCS系統,從提高生產安全,降低非計劃停車的事故率,有針對性地提出聯鎖程序設計的一種優化思路和方案,并進行分析、探討和研究,在安全性,穩定性,經濟性等3方面滿足生產和安全的要求,對實際生產具有一定的指導作用。

      關鍵詞:聯鎖程序;優化分析;質量判斷;濾波;速率限制

    煤化工

      0引言

      在生產過程中安全問題一直是企業運行關注的焦點,而在煤化工生產中諸如汽輪機、壓縮機、煤氣鼓風機、塔釜等重要設備及裝置,對過程自動化控制提出了高要求,但歸納起來主要有3個方面,即安全性、穩定性和經濟性。在整個生產過程中,要確保人身和設備的安全,降低非計劃的故障率,提高生產效率,這對現代化企業的自動化、儀表,尤其是聯鎖?;こ絳蛺岢雋俗罡叩囊彩親罨鏡囊?。

      當控制系統或某些工藝設備發生故障,造成工藝指標異常,有可能超越安全許可范圍的情況時,需要設置一套安全聯鎖?;は低?,立即動作,將該關的閥門立即關閉,該打開的閥門立即打開,從而避免事故的發生。但在正常生產過程中,如果突然出現儀表“干擾信號”或者儀表斷線、短路、控制系統??橥ǖ浪鴰檔裙收鮮?,生產并不希望聯鎖停車。諸如此類情況,如何對聯鎖?;こ絳蠐嘔杓?,提高自動控制系統的安全性、可用性,本文將針對煤化工生產中部分聯鎖?;は低辰醒芯亢吞教?,提出新的聯鎖設計思路和方案,保證生產和設備、人身的安全。

      1工藝聯鎖概述

      工藝聯鎖是指為保證生產裝置(單元)安全穩定運行而設置的?;ご朧?,當某項指標(如壓力、流量、液位、溫度等)超出安全操作范圍時,能夠?;ぷ爸蒙璞覆懷?、不超壓,使得生產裝置與操作人員處于安全狀態,避免事故擴大化。根據對安全生產的重要程度將工藝聯鎖分為A、B兩級,實行分級管理。工藝聯鎖分主要工藝聯鎖回路(即A級)和一般工藝聯鎖回路(即B級)。

      A級工藝聯鎖:直接引發某一個工藝系統或某一臺關鍵設備聯鎖動作,并造成該生產單元緊急停車的聯鎖;直接引發一個生產單元聯鎖緊急停車并造成該生產裝置非計劃停工的聯鎖。主要分為:1)涉及全裝置或大范圍停車的工藝聯鎖。2)重要工藝系統的工藝聯鎖。3)關系到人身和產品質量的工藝聯鎖。4)涉及裝置儀表氣源、電源主干線的工藝聯鎖回路。B級工藝聯鎖:除A級以外的工藝聯鎖均為B級。僅引起一個系統或一臺設備聯鎖動作,不會造成單元或裝置停車,能夠迅速恢復系統正常運行。

      2聯鎖程序設計問題分析

      在煤化工安全生產中,涉及諸如運煤皮帶聯鎖、焦爐四車聯鎖、塔釜安全聯鎖、煤氣鼓風機聯鎖、大型旋轉設備聯鎖等。其一,塔釜安全聯鎖,一般主要參數為溫度、壓力、液位;其二,煤氣鼓風機聯鎖、大型旋轉設備聯鎖,一般主要參數為潤滑油壓、軸瓦溫度、電機定子溫度、振動、位移、潤滑油油溫等。聯鎖程序設計的是否完備,?;ざ魘欠褡既房煽?,直接關系到運行的安全和穩定。

      2.1虛假信號和干擾信號問題

      對于溫度、壓力、流量、液位等儀表信號,采用標準4mA~20mA電流信號傳輸。由于電磁環境、儀表接地等影響,在系統中偶爾會出現“虛假信號”或“干擾信號”。如果出現時間較長,強度足夠大,達到聯鎖停車值,會造成設備或塔釜裝置的誤停車事故。

      2.2儀表斷信號和短路信號問題

      因使用壽命,安裝位置不當,環境振動較大,運輸過程等因素,造成儀表斷信號和短路信號的問題在生產過程中很常見。通過安裝前檢驗,定期停車校驗,定期更換等手段,能夠降低一定的安全風險,但是不能完全確保不出現突發的故障問題。

      2.3中間環節故障問題

      所謂中間環節,是指控制系統的信號處理???包括AI,DI等),溫度變送???,信號轉換???。這些中間環節故障時,有可能造成對某一個儀表測量點的影響,也有可能影響一組測量點。最終控制系統采集到的信號有可能直接觸發聯鎖程序,造成停車的安全事故。

      2.4聯鎖測量儀表設計問題

      不管是塔釜、還是煤氣鼓風機、汽輪機等大型旋轉設備,涉及到運行安全的儀表測點諸如:軸瓦溫度、定子溫度、潤滑油壓力、軸位移、軸振動、塔釜壓力、液位等,絕大部分聯鎖的儀表測量點采用單點測量,即一個儀表測點不管是正?;蛞斐?,只要達到聯鎖值,聯鎖程序立即觸發動作,執行相應?;?。

      3聯鎖程序設計優化分析

      上述聯鎖程序中存在的4個問題:在煤化工日常生產過程中重復出現的機率很大,任何一個問題的出現,對生產、裝置、設備的安全、穩定運行都會造成極大的威脅。通過分析存在的問題,進而優化、完善原有設計,采用預防性設計,提出聯鎖程序設計新思路,降低非計劃停車事故,提高生產的連續性、穩定性、可靠性。

      3.1聯鎖程序設計的軟件方面

      考慮到現場工作環境惡劣,變送器等儀表送入AI??櫚牡緦髦蕩嬖誆ǘ圖夥甯扇諾惹榭?,通過AI??椴杉玫降氖擋荒苤苯游狢PU所用,必須經過濾波處理,濾掉各種波動和干擾等信號。濾波的方式一般分為軟件濾波的方法,如延時,取平均值等[1];硬件濾波的方法,如在輸入側并聯電容。對于取平均值濾波的方法,以犧牲采集速度為代價,如果數據過多,用戶更改的范圍太大,有可能導致程序執行時間超過CPU的最大允許掃描時間,導致CPU?;?。

      在考慮設計濾波程序時,為消除偶然出現的脈沖性干擾的抑制,信號經過一個延時定時器???,在設計的延時時間段內,屏蔽干擾、異常信號,即不觸發聯鎖?;ざ?。在聯鎖?;こ絳蛑?,設計輸入信號質量判斷程序。所謂質量判斷程序,是指識別控制系統??櫓心D飭客ǖ佬藕毆收?,即儀表出現損壞的信號,信號線路故障,??檳騁煌ǖ攔收系任侍?。比如ABB公司的AC800F系統中,AI通道信號為0~28480,對應4mA~20mA信號。將當前周期信號值與前一周期信號值作比較,在系統的兩個運算周期內,數值超過范圍值,即認為是“壞”信號,系統保持上一周期數值顯示,同時發出報警,但不作聯鎖觸發。

      以上是根據控制要求,自己定義功能塊,實現輸入信號質量判斷。和利時HOLLiASMACSV6.5.3系統中,自帶“速率限制”功能塊,即限制輸入的單步增、減變化量在設定值范圍內,可用于需要避免突變的控制場合。速率限制(RATLIM)功能塊將當前輸入信號IN和上周期的OUT值進行比較,根據兩者差值與RATPOS、RATNEG的關系決定本運算周期OUT值應在上一個運算周期的基礎上改變多少。這樣可以實現對輸入IN的變化率進行限制,使得每個運算周期功能塊輸出OUT的改變值在某個設定的范圍內[3]。

      通過以上延時濾波和輸入信號質量判斷對聯鎖?;こ絳虻撓嘔?,能解決虛假信號和干擾信號問題,儀表斷信號和短路信號問題,以及??橥ǖ賴戎屑浠方詮收系奈侍?。通過軟件優化的方式,雖然增加了前期程序設計的工作量,但幾乎沒有增加工程成本的投入,在后期控制系統升級、優化改造時可參考采用。

      3.2聯鎖程序的硬件方面

      在不考慮工程成本投入時,所有涉及聯鎖?;さ囊潛聿獾?,可采用雙點測量或多點測量的方式。在程序設計方面,一選一邏輯表決方法的安全性和可用性差。當系統要求高安全性時,宜采用二選一的方式,其邏輯表決方法的安全性最好,但是其可用性差,即采用兩個現場傳感器,聯鎖信號取其一;當系統要求高可用性時,宜采用二選二的方式,其邏輯表決方法的安全性最差,但其可用性最好,采用兩個現場傳感器,聯鎖信號同時取兩個;當系統的安全性和可用性均需要保障時,宜采用三選二的方式,其邏輯表決方法的安全性和可用性相比之下較好,采用3個現場傳感器,聯鎖信號取任意兩個。

      當某一個儀表出現故障時,控制系統只是輸出報警,并不作聯鎖觸發動作,只有當同一測點,兩個測量值同時達到聯鎖值時,觸發聯鎖?;ざ?。但是要注意的是,儀表的輸入信號要接到不同的??櫓?,降低??楣收顯斐傻撓跋?。這樣設計,避免了由于儀表、???、中間環節故障的問題,提高了聯鎖?;た煽啃院桶踩?。

      4結束語

      綜上,煤化工生產中的危險工藝、塔釜裝置、大型旋轉設備的生產操作過程中,有很多潛在危險因素,在具體操作和實際應用中,結合工藝生產和安全要求,合理選擇安全聯鎖?;さ男問?,合理選用安全聯鎖設備和設計安全聯鎖?;こ絳?,可以在一定程度上降低安全事故發生的概率。通過以上對自動控制系統儀表聯鎖設計和程序設計的分析和探討,為不斷提高現代化企業自動控制水平,加強工藝過程的安全控制力度,為煤化工企業安全自動聯鎖控制提供一個解決思路。

      相關評職知識:煤化工專業有哪些論文期刊

      《煤化工》雜志煤化專業技術類期刊,目前是科技源核心期刊,能夠有效的反映該行業基礎理論研究、行業技術進展、生產操作經驗、技改、工藝技術路線選擇與評價等。有效的反映該行業基礎理論研究、行業技術進展、生產操作經驗、技改、工藝技術路線選擇與評價等。欄目有:綜述、專題評述、研究與開發、設計技術、生產技術、成果與應用、技改與節能、技術經濟等欄目。

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